内容正文:
第三单元 维持生命的物质
——氧气、水
3.2 氧气的制取
第1课时 实验室制取氧气的原理、催化剂
1.了解实验室用高锰酸钾和过氧化氢制取氧气的原理。(难点)
2.认识催化剂和催化作用。(重点)
3.通过探究实验培养科学严谨的学习态度。
学习目标
新课导入
你大概会觉得奇怪:空气里含有丰富的氧气,为什么还要制取氧气呢?这是由于某些生产、生活和科学实验活动需要较纯的氧气,而不能用只含部分氧气的空气,所以需要制取氧气。
3
实验装置图:
实验室加热高锰酸钾制取氧气的实验中,使用了哪些仪器?哪部分是气体发生装置?哪部分是气体收集装置?为什么可用排水法收集气体?
实验室还常常用加热高锰酸钾的方法制取氧气。
实验室制取氧气
反应原理:
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
加热
KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
加热
带火星的木条
木条熄灭
分解过氧化氢溶液制取氧气
目的 观察过氧化氢在二氧化锰存在下的分解
现象
结论
木条没有复燃
常温下过氧化氢溶液分解缓慢,放出氧气少
(1)用量筒量取4mL过氧化氢溶液加入试管中,将带火星的木条伸入试管内,结果怎样?
观察活动
【实验3-5】用浓度为10%的过氧化氢溶液和二氧化锰完成下列实验:
(2)取少量二氧化锰装入另一只试管中,将带火星的木条伸入试管内,结果怎样?
实验现象
木条不复燃。
(3)再量取少量二氧化锰于第三支试管中,再量取4mL过氧化氢溶液加入,将带火星的木条伸进试管内,有什么现象发生?
过氧化氢溶液
二氧化锰
实验现象
实验结论
木条复燃。
说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰(MnO2)时迅速产生氧气。
(4)待实验(3)的试管内的液体不再放出气泡时,重新加入4mL过氧化氢溶液,再将带火星的木条伸进试管内,又有什么现象发生?
实 验 现 象
实 验 结 论
木条复燃了
说明二氧化锰(MnO2)仍然起作用。
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
文字表达式:
实验编号 现 象 推断
(1)
(3)
(4)
结论
常温下过氧化氢分解很慢
大量气泡产生,木条复燃
又有大量气泡产生,
木条复燃
二氧化锰加速了过氧化氢分解
氧气是过氧化氢产生的,二氧化锰的化学性质在反应前后不变
二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率,反应前后二氧化锰本身未见变化
总结观察到的实验现象及推断:
小木条不复燃
选择实验原理的依据:
1.环保
2.成本低
3.操作方便
4.安全
典例 [教材上册P82~83观察活动改编]在
试管中加入 的过氧化氢溶液,
依次进行实验:①伸入带火星的木条;
②加入少量二氧化锰;③伸入带火星
的木条。
(1)①中伸入带火星的木条,没有看到明显现象,原因是____________。
(2)②中加入少量二氧化锰,③中可以观察到_______________________
____________________。
氧气含量少
试管中产生大量气泡,
带火星的木条复燃
(3)待③中无现象后,向该试管中再次添加过氧化氢溶液,并伸入带火
星的木条,可以观察到__________________________________________;重
复该操作多次,均观察到相同的现象,这说明反应前后二氧化锰的
___________不变。称量反应前后二氧化锰的质量,发现其质量不变,则
说明二氧化锰在该实验中起______作用。
试管中产生大量气泡,带火星的木条复燃
化学性质
催化
催化剂
在化学反应里能改变其他物质的反应速率,而本身质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质。
催化剂的特点
一变
两不变
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
(1) 改变反应速率不只是加快也包括减慢;
(2) 催化剂不能决定化学反应能否发生,不能增加或减少生成物质量。
(3) 催化剂不是唯一的(过氧化氢分解也以用二氧化锰,也可以用硫酸铜或氧化铁),是专用的(二氧化锰是过氧化氢分解时的催化剂,但在其他反应中不一定是催化剂)
注意事项
催化剂在化工生产中的重要作用
使化学反应加快的催化剂,叫作正催化剂;使化学反应减慢的催化剂,叫作负催化剂。催化剂在化工生产中有重要的作用,如汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化,酿造工业和制药工业用酶作催化剂等。
知识拓展
1.催化剂只能加快化学反应的速率。
2.催化剂能增加生成物的质量。
3.没有催化剂,反应就不能进行。
4.催化剂就是二氧化锰。
过氧化氢 水+氧气
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
×
×
×
×
5.催化剂是反应物。
×
×
6.化学反应前后,催化剂的性质不变。
化学性质
过氧化氢 水+氧气
氮气+氢气 氨气
易错提醒
0
0
A
B
氧
气
的
质
量
t/s
有催化剂
无催化剂
有催化剂
无催化剂
B
t/s
氧
气
的
质
量
7.用等质量等浓度过氧化氢溶液制氧气,图像正确的是( )
强调:催化剂的使用,只能改变化学反应的速率,而不改不生成物的质量。
1.实验室用过氧化氢制取氧气,若实验中忘记加入二氧化锰,其结果是( )
A.不产生氧气 B.产生氧气的速度慢
C.产生氧气的总量少 D.没有影响
C
练习:
2.实验室用过氧化氢或高锰酸钾的方法制取氧气,其共同点是( )
D
A.都需要加热
B.都使用二氧化锰作催化剂
C.都发生了化合反应
D.都发生了分解反应
3.“利用高锰酸钾制氧气及氧气的相关性质实验”中涉及的
实验操作不正确的是( )
B
A.检查装置的气
密性
B.收集氧气
C.氧气的检验
D.熄灭酒精灯
4.中国科技大学曾经成功制备钌单原子合金催化剂,使电解水制氢的成本大大降低。下列有关该催化剂的说法正确的是( )
A.可以提高氢的产量
B.反应前后本身的质量不变
C.反应前后本身的性质不变
D.参加催化后催化能力就会消失
B
5.现有下列反应:
①高锰酸钾 锰酸钾二氧化锰 氧气;
②氯酸钾 氯化钾 氧气;
③硝酸铵 水氮气 氧气。
其中适用于实验室制取氧气的是( )
A
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
谢谢观看!
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